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检测理论及应用
课程设计
题目时钟计时器
学院(部) 工业制造学院
专业测控技术与仪器
学生娅
学号 20121011412* 年级 2012级1班指导教师职称硕士
2014 年 12 月 7 日
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摘要
时钟是人类日常生活必不可少的工具，本设计从日常生活中常见的事物入手，通过对电子时钟的设计，让我们认识到单片机已经深入到我们生活的每个领域，该设计不仅可以锻炼我们的动手能力，而且可以加深我们对单片机的认识和激发我们对未知科学领域的探索。
本文利用单片机实现数字时钟计时功能的主要容。它体积小，成本低、功能强、使用方便、可靠性高等一系列优点，广泛应用于智能产业和工业自动化上。本次设计采用独立式按键进行时间调整，其中STC89C52是核心元件，同时采用数码管LED动态显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为24小时，显满刻度为“23时59分59秒”。该系统同时具有硬件设计简单、工作稳定性高、价格低廉等优点。
关键词：STC89C52 ； LED数码管。
目录
设计要求 (1)
1．设计方案 (1)
2．系统硬件电路的设计 (2)
2.1单片机的选择及引脚功能介绍 (2)
2.2显示电路设计 (4)
2.3电源电路设计 (4)
3．控制系统的软件设计 (5)
3.1主程序流程图 (5)
3.2闹钟时间设定功能程序 (5)
4．系统功能调试与整体指标 (6)
4.1软件调试与分析 (6)
4.2性能分析 (6)
5．元器件及元器件介绍 (7)
6．总结与思考及致谢 (8)
参考文献 (9)
附录程序 (10)
电路 (27)
电子时钟的设计
设计要求
利用单片机作为控制核心，完成一个时钟计时器。具体要求如下：
(1)采用8位LED数码显示时、分、秒，开机流动显示学号。
(2)时制式为24小时制，K1选择模式。
(3)按键K1进行时钟调时、调分、调年、调月、调日,闹钟调时、调分,均以按下K1键的次数进行模式改变，调整的位相应闪烁，闪烁时按K2键相应加1，K3则减1。
(4)正常显示时钟时，按住K2不放显示年月日，松开显示时钟。
(5)正常显示时钟时，按下K3切换到秒表模式，此时K2键对秒表进行控制，K3键则为复位键，再按K3退出该模式。
(6)K0对闹钟起启停控制。
1．设计方案
此方案采用单片机部定时器T0、T1进行计时、计数，STC89S52实时控制。外部用按键进行模式选择，时钟调整。
2．系统硬件电路的设计
2.1单片机的选择及引脚功能介绍
STC89C52具有如下特点：40个引脚（引脚图如图四所示），4k Bytes Flash片程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片时钟振荡器。
此外，STC89C52RC设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
图 2 STC89C52芯片引脚图
引脚功能介绍：
VCC（40）：＋5V；
GND（20）：接地；
P0口（39－32）：P0口为8位漏极开路双向I/O口，每引脚可吸收8个TTL门电流； P1口（1－8）：P1口是从部提供上拉电阻器的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收和输出4个TTL门电流；
P2口（21－28）：P2口为部上拉电阻器的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收和输出4个TTL门电流；
P3口（10－17）：P3口是8个带部上拉电阻器的双向I/O口，可接收和输出4个TTL 门电流，P3口也可作为AT89C51的特殊功能口；
RST（9）：复位输入。当振荡器复位时，要保持RST引脚2个机器周期的高电平时间；
ALE/PROG（30）：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址
的低位字节，在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6，它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的，要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过1个ALE脉冲； PSEN（29）：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期2次PSEN有效，但在访问外部数据存储器时，这2次有效的PSEN信号将不出现；
EA/VPP（31）：当EA保持低电平时，外部程序存储器地址为（0000H－FFFFH）不管是否有部程序存储器。FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）； XTAL1（19）：反向振荡器放大器的输入及部时钟工作电路的输入；
XTAL2（18）：来自反向振荡器的输出。
2.2显示电路设计
单片机中通常用七段LED构成字型“8”，另外，还有一个小数点发光二极管以显示小数位！这种显示器有共阴和共阳两种！发光二极管的阳极连在一起的（公共端）称为共阳极显示器，阴极连在一起的称为共阴极显示器。一位显示器由8个发光二极管组成，其中，7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划（段），a_g,另一个小数点为dp发光二极管。当在某段发光二极管上施加一定的正向电压时，该段笔画即亮；不加电压则暗。为了保护各段LED不被损坏，需外加限流电阻。由于共阴极连接需加驱动，故在这里我采用的是共阳阳极连接。
以8位共阴极LED为例，各LED公共阴极接低电平，若向各控制端a,b, ┄，g,dp 顺次送入高平信号，便可进行显示。共阴极7段LED显示数字0 ~ F、文字、符号及小数点的编码（a段为最地位，dp点为最高位）。
